一起110kV區(qū)外故障造成用戶雙回供電線路開關(guān)跳閘的分析

朱 林

（寧夏電力公司生產(chǎn)技術(shù)部 寧夏 銀川 750001）

謝智泉

（唐山供電公司配電中心 河北 唐山 063611）

胡 蘇

（寧夏電力公司超高壓分公司 寧夏 銀川 750001）

1 引言

2010年1月28日10時(shí)07分，青銅峽330kV變電站青牽線保護(hù)動作，開關(guān)跳閘，與此同時(shí)由青銅峽變配出鋁廠變的青三乙線保護(hù)動作，開關(guān)跳閘，事故發(fā)生后，現(xiàn)場進(jìn)行了事故調(diào)查.

2 事故過程

事故前，青銅峽變、鋁廠變、牽引變的110kV系統(tǒng)主接線圖如圖1所示.

圖1 青銅峽變、鋁廠變、牽引變110kV系統(tǒng)主接線示意圖

事故前青銅峽變運(yùn)行方式為，3＃主變110kV側(cè)中性點(diǎn)接地，中壓側(cè)接于I母，青牽線接于II母，青三乙線接于II母，青三甲線接于I母，母聯(lián)開關(guān)在合.鋁廠變運(yùn)行方式為，青三甲線接于I母，青三乙線接于II母，母聯(lián)開關(guān)在合.牽引變運(yùn)行方式為，青牽線開關(guān)在合.

青銅峽變情況：2010年1月28日10時(shí)07分，青牽線零序II段、接地距離II段保護(hù)動作，B相單相接地，出口跳閘，重合閘成功，保護(hù)裝置運(yùn)行情況正常，定值核對無誤，錄波器運(yùn)行正常，測距為5.726km.

鋁廠變情況：2010年1月28日10時(shí)07分，青三乙線零序II段保護(hù)動作，出口跳閘，重合閘未投，保護(hù)裝置運(yùn)行情況正常，定值核對無誤，因?yàn)榍嗳揖€未發(fā)生故障，故不應(yīng)該跳閘，引發(fā)事故.

另青牽線線路全長5.35km，青三甲、乙線為同桿雙回架設(shè)，線路全長1.51km.經(jīng)檢查線路未發(fā)現(xiàn)青三乙線線路有故障，故青三乙線零序II段保護(hù)動作為誤動作，引發(fā)事故.

文中將對上述事故進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)措施.

3 事故分析

3.1 零序電流分析

調(diào)取信息子站系統(tǒng)的故障信息，信息顯示2010年1月28日10時(shí)07分，青銅峽變青牽線跳閘時(shí)，青三甲線、青三乙線有2.45A零序電流，且方向相反.對比各間隔零序電流定值結(jié)果如表1所示.

表1 各間隔零序電流與信息子站采集值統(tǒng)計(jì)

由以上搜集到的信息，畫出故障時(shí)零序電流示意圖如圖2，圖中可以看出，當(dāng)青銅峽330kV變電站母聯(lián)開關(guān)在合，鋁廠變電站母聯(lián)開關(guān)在合時(shí)，并且青銅峽330kV變電站3＃主變壓器110kV側(cè)中性點(diǎn)接地，110kV側(cè)接于II母，牽引變母線發(fā)生單相接地時(shí)，存在兩個零序電流回路，是其中的3I01和3I02.當(dāng)牽引變母線單相接地時(shí)，青銅峽330kV變電站的青牽線零序保護(hù)為正方向，滿足定值正確動作，鋁廠變電站的青三乙線同樣零序保護(hù)為正方向，滿足定值正確動作，并且整定時(shí)間同為0.3s，因此在故障時(shí)同時(shí)動作.

圖2 故障時(shí)零序電流流向示意圖

同樣，由圖中還可以看出，青銅峽變側(cè)的05119青三甲線零序電流同樣也是正方向，但因?yàn)?5119青三甲線定值電流為9A，大于故障時(shí)流過本間隔的2.46A的零序電流而未啟動；如果故障時(shí)零序電流能夠滿足該定值，則05119青三甲線也會同時(shí)跳閘，會造成鋁廠變?nèi)臼?當(dāng)然，通過整定計(jì)算校核給出的定值，不會發(fā)生這種情況，在此只是提請注意.

3.2 短路電流計(jì)算

利用整定計(jì)算軟件，計(jì)算青銅峽變青牽線出線末端接地故障時(shí)，流過青三甲、乙線短路電流，圖形建模如圖3所示.

圖3 青牽線及青三甲、乙線圖形建模

模擬故障前運(yùn)行方式，青銅峽變＃1、＃2、＃3主變110kV側(cè)并列運(yùn)行，且＃3主變110kV側(cè)中性點(diǎn)接地運(yùn)行.設(shè)牽引變110kV母線發(fā)生B接地短路故障，對比各間隔零序電流計(jì)算結(jié)果如表2所示.

表2中理論計(jì)算短路電流數(shù)據(jù)與實(shí)際動作電流接近，驗(yàn)證了青銅峽變青牽線故障造成鋁廠側(cè)青三乙線保護(hù)跳閘的理論合理性.

表2 各間隔零序定值與短路電流統(tǒng)計(jì)表

4 解決方法

4.1 斷開鋁廠變母聯(lián)開關(guān) 加裝母聯(lián)備自投裝置

造成鋁廠變青三乙線跳閘的主要原因是存在3I02零序電流回路.如果斷開零序電流回路，那么鋁廠變青三乙線處則感受不到零序電流，也就不會造成跳閘.

由于鋁廠屬于重要負(fù)荷，如果斷開母聯(lián)開關(guān)，當(dāng)青三甲線或青三乙線線路故障造成一條線路跳閘時(shí)，則會造成部分負(fù)荷失壓，這時(shí)可以考慮裝設(shè)母聯(lián)備自投裝置.該裝置作用是當(dāng)一條母線失壓時(shí)迅速投入母聯(lián)開關(guān)，從而當(dāng)一條線路跳閘時(shí)，所有負(fù)荷快速恢復(fù)供電.

4.2 考慮鋁廠變青三乙線與青銅峽變青牽線保護(hù)定值配合

在上述跳閘事件中，鋁廠變青三乙線與青銅峽變青牽線同時(shí)跳閘的另一個原因是這兩個開關(guān)的零序II段保護(hù)時(shí)間定值相同，同為0.3s.如果能夠考慮時(shí)間級差配合，例如，鋁廠變青三乙線時(shí)間定值0.5s，青銅峽變青牽線時(shí)間定值0.3s.則在此次故障中，青銅峽變青牽線先于鋁廠變青三乙線跳閘，切除故障，則鋁廠變青三乙線不會跳閘.

這種方案也可以解決本文所述其他跳閘情況.

4.3 停用零序電流保護(hù) 將線保護(hù)裝置更換為光纖差動保護(hù)和距離保護(hù)

目前青三甲、乙線均采用高頻保護(hù)作為主保護(hù)，保護(hù)裝置為2001年投入運(yùn)行的CSL161B型線路保護(hù)裝置.

對于短線路或運(yùn)行方式變化很大的情況，零序電流保護(hù)往往不能滿足系統(tǒng)運(yùn)行所提出的要求.電流保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡單、經(jīng)濟(jì)及工作可靠.但是由于這種保護(hù)整定值的選擇、保護(hù)范圍以及靈敏系數(shù)等方面都直接受電網(wǎng)接線方式及系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，所以，在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，它們都很難滿足選擇性、靈敏性以及快速切除故障的要求；影響零序電流大小的還有短路點(diǎn)的遠(yuǎn)近、平行線路或環(huán)網(wǎng)分流及互感等.目前在我國已有部分省市的地區(qū)級供電局采用了配置光纖差動保護(hù)后，停用零序保護(hù)的措施.

因此，建議更換青三甲、乙線保護(hù)裝置為光纖差動保護(hù)、距離保護(hù)，并在這種短線路的特殊運(yùn)行方式中退出零序保護(hù).

5 結(jié)束語

并列運(yùn)行雙回線會在區(qū)外發(fā)生單相接地故障時(shí)，對并列運(yùn)行雙回線的零序保護(hù)造成影響，尤其當(dāng)并列運(yùn)行雙回線線路較短時(shí)，影響更大，甚至造成區(qū)外故障誤跳閘的情況發(fā)生，針對這一問題，從3個方面考慮解決方案，都能避免此類事故的發(fā)生.

1 江蘇省電力公司.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與實(shí)用技術(shù).北京：中國電力出版社，2007

2 國家電力調(diào)度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問答（第二版）.北京：中國電力出版社，2000